WEBVTT

00:00:00.000 --> 00:00:02.000
우주는

00:00:02.000 --> 00:00:04.000
정말로 거대합니다.

00:00:04.000 --> 00:00:07.000
우리는 은하계 안에서 살고 있죠.

00:00:07.000 --> 00:00:10.000
은하계에는 약 천억개의 별들이 있습니다.

00:00:10.000 --> 00:00:12.000
여러분께서

00:00:12.000 --> 00:00:14.000
허블우주망원경에

00:00:14.000 --> 00:00:16.000
카메라를 달고

00:00:16.000 --> 00:00:19.000
아무런 방향으로나 사진을 찍는다면 이와 비슷한

00:00:19.000 --> 00:00:21.000
사진이 찍힐 것입니다.

00:00:21.000 --> 00:00:24.000
여기에 보이는 작은 덩어리 하나 하나가

00:00:24.000 --> 00:00:26.000
약 천억개의 별들로 구성된

00:00:26.000 --> 00:00:29.000
우리 은하계와 비슷한 크기의 은하들입니다.

00:00:29.000 --> 00:00:32.000
우리가 관측할 수 있는 우주의 구역만해도 약 천억개의

00:00:32.000 --> 00:00:34.000
은하가 존재합니다.

00:00:34.000 --> 00:00:36.000
여러분은 천억개라는 숫자만 기억하시면 됩니다.

00:00:36.000 --> 00:00:39.000
빅뱅부터 지금까지 우주의 나이는 개의 나이로 치면

00:00:39.000 --> 00:00:41.000
천억살이지요.

00:00:41.000 --> 00:00:43.000
(웃음)

00:00:43.000 --> 00:00:46.000
이런 사실은 우리와 우주와의 관계를 잘 말해줍니다.

NOTE Paragraph

00:00:46.000 --> 00:00:48.000
우리는 이런 사진을 보면 경외심을 금할 수 없지요.

00:00:48.000 --> 00:00:50.000
정말 너무나 아름답죠.

00:00:50.000 --> 00:00:53.000
저는 이런 사진을 상상도 하지 못하며 남아프리카의

00:00:53.000 --> 00:00:56.000
초원지대에서 살던 우리 조상들이 어떤 진화적 압력에 의해

00:00:56.000 --> 00:00:58.000
이 사진의 아름다움을 정말로 즐길 수 있도록

00:00:58.000 --> 00:01:00.000
진화했는지 종종 궁금해합니다.

00:01:00.000 --> 00:01:02.000
우리는 이런 사진에 대한 지적 호기심도 가지고 있지요.

00:01:02.000 --> 00:01:06.000
우주학자로서 제가 알고 싶은 것은 왜 우주가 이렇게 생겼냐는 것입니다.

00:01:06.000 --> 00:01:09.000
이 질문에 대한 큰 단서는 시간이 흐르며 우주가 변한다는 것입니다.

00:01:09.000 --> 00:01:12.000
여러분이 은하 하나를 골라서 그 속도를 측정하면 그 은하가

00:01:12.000 --> 00:01:14.000
여러분으로 부터 멀리 움직이는데,

00:01:14.000 --> 00:01:16.000
더 먼곳에 있는 은하는 더 빨리 멀어진다는 것을

00:01:16.000 --> 00:01:18.000
알 수 있습니다.

00:01:18.000 --> 00:01:20.000
그래서 우리는 우주가 팽창한다고 말합니다.

NOTE Paragraph

00:01:20.000 --> 00:01:22.000
이말은 즉 과거에는 은하들이 현재보다 더 가까이

00:01:22.000 --> 00:01:24.000
있었다는 것을 의미합니다.

00:01:24.000 --> 00:01:26.000
즉, 과거에는 우주가 더 밀집했었고.

00:01:26.000 --> 00:01:28.000
또 더 뜨거웠었지요.

00:01:28.000 --> 00:01:30.000
어떤것이던지 압축을 하면 온도가 올라가는데

00:01:30.000 --> 00:01:32.000
그건 쉽게 이해할 수 있지요.

00:01:32.000 --> 00:01:34.000
그러나, 빅뱅 직후인 우주의 초창기에

00:01:34.000 --> 00:01:37.000
만사가 엄청나게 스무스했다는 것은

00:01:37.000 --> 00:01:39.000
쉽게 이해하기 힘듭니다.

00:01:39.000 --> 00:01:41.000
여러분은 그게 그렇게 놀랍지 않다고 생각할지 모릅니다.

00:01:41.000 --> 00:01:43.000
이 강의실 내의 공기는 매우 스무스합니다.

00:01:43.000 --> 00:01:46.000
어떤 사람은 "시간이 흐르며 저절로 스무스하게 됐다"라고 말할지 모릅니다.

00:01:46.000 --> 00:01:49.000
그러나 빅뱅 직후 얼마 동안의 모든 상황은 지금 이 강의실 내의

00:01:49.000 --> 00:01:51.000
상황과는 완전히 달랐습니다.

00:01:51.000 --> 00:01:53.000
특히, 모든것이 훨씬 더 압축된 상태였지요.

00:01:53.000 --> 00:01:55.000
빅뱅 직후 얼마간은 모든 사물에

00:01:55.000 --> 00:01:57.000
작용하는 중력의 힘이 훨씬 더 강했습니다.

NOTE Paragraph

00:01:57.000 --> 00:01:59.000
우주에는 천억 개의 은하가 있고

00:01:59.000 --> 00:02:01.000
또한, 각 은하에는 천억개의 별이 있다는

00:02:01.000 --> 00:02:03.000
사실을 생각해 보지요.

00:02:03.000 --> 00:02:06.000
초기 우주에는 이런 천억개의 은하들이

00:02:06.000 --> 00:02:09.000
정말로 이정도의 크기로

00:02:09.000 --> 00:02:11.000
압축된 상태에 있었습니다.

00:02:11.000 --> 00:02:13.000
그야말로 원자 하나도 틀림없게,

00:02:13.000 --> 00:02:15.000
아무런 결함도 없게,

00:02:15.000 --> 00:02:17.000
문자그대로 완벽무결하게,

00:02:17.000 --> 00:02:19.000
압축된 상황을 말합니다.

00:02:19.000 --> 00:02:22.000
만약에 조금이라도 이 압축된 상태에 결함이 있었다면 중력에 의해 그것이

00:02:22.000 --> 00:02:24.000
거대한 블랙홀로 붕괴되었을테니까요.

00:02:24.000 --> 00:02:27.000
우주 초기에 우주를 매우 매우 스무스하게 유지하려면 모든것이

00:02:27.000 --> 00:02:29.000
섬세하고 정확히 배열돼야 하니까 쉬운일이 아닙니다.

00:02:29.000 --> 00:02:31.000
그것은 초기 우주가 임의로

00:02:31.000 --> 00:02:33.000
선택된 것이 아니라는 말해주는 하나의 단서입니다.

00:02:33.000 --> 00:02:35.000
즉, 무엇인가 그렇게 만들었다는 말이며

00:02:35.000 --> 00:02:37.000
우리는 그것이 무었인지 알려고 합니다.

NOTE Paragraph

00:02:37.000 --> 00:02:40.000
오스트리아의 19 세기 물리 학자인 루드비히 볼츠만은

00:02:40.000 --> 00:02:43.000
우리에게 엔트로피라는 개념을 가르켜줌으로서

00:02:43.000 --> 00:02:46.000
이 문제에 대한 답을 이해할 수 있도록 도와 주었지요.

00:02:46.000 --> 00:02:48.000
여러분은 엔트로피라는 말을 들어보셨죠?

00:02:48.000 --> 00:02:51.000
엔트로피는 어떤 시스템의 무질서, 불규칙성, 혼란성을 말합니다.

00:02:51.000 --> 00:02:53.000
볼츠만의 묘비에는 엔트로피를

00:02:53.000 --> 00:02:55.000
실제 숫자로 나타내 주는

00:02:55.000 --> 00:02:57.000
공식이 새겨져 있습니다.

00:02:57.000 --> 00:02:59.000
간단히 말해서, 엔트로피라는 것은

00:02:59.000 --> 00:03:01.000
아무리 자세히 살펴보더라도

00:03:01.000 --> 00:03:04.000
모든것이 동일하게 보이도록 어떤 한 시스템의 구성요소들을

00:03:04.000 --> 00:03:06.000
몇번이나 재배열할 수 있는 가를 말하는 것입니다.

00:03:06.000 --> 00:03:08.000
여러분은 이 강의실 안에 있는 공기의

00:03:08.000 --> 00:03:11.000
원자 하나하나의 차이를 느끼지 못합니다.

00:03:11.000 --> 00:03:13.000
엔트로피가 낮다는 말은

00:03:13.000 --> 00:03:15.000
그렇게 보일 수 있게 정렬할 수 있는 수가 적다는 것을 말합니다.

00:03:15.000 --> 00:03:17.000
엔트로피가 높다는 말은

00:03:17.000 --> 00:03:19.000
그렇게 보일 수 있게 정렬할 수 있는 수가 많다는 것을 말하지요.

00:03:19.000 --> 00:03:21.000
이것은 우주 또는 우주의 고립된

00:03:21.000 --> 00:03:23.000
한 지역에서 엔트로피가

00:03:23.000 --> 00:03:25.000
증가하고 있다는

00:03:25.000 --> 00:03:28.000
열역학 제2법칙을 설명하는데 도움을 주는

00:03:28.000 --> 00:03:30.000
결정적으로 중요한 식견입니다.

NOTE Paragraph

00:03:30.000 --> 00:03:32.000
엔트로피가 증가하는 이유는

00:03:32.000 --> 00:03:35.000
엔트로피가 높게 되는 방법이 낮게되는 방법보다

00:03:35.000 --> 00:03:37.000
훨씬 더 많다는 단순한 이유 때문입니다.

00:03:37.000 --> 00:03:39.000
이것은 엄청난 식견이지만

00:03:39.000 --> 00:03:41.000
무언가가 빠진 것이 있지요.

00:03:41.000 --> 00:03:43.000
참고로, 엔트로피가 증가한다는 식견은

00:03:43.000 --> 00:03:46.000
과거와 미래의 차이를 말해주는 소위 '시간의 화살'이라는

00:03:46.000 --> 00:03:48.000
아이디어를 뒷바침해 줍니다.

00:03:48.000 --> 00:03:50.000
과거와 미래 간의 모든 차이점은

00:03:50.000 --> 00:03:52.000
엔트로피가 증가했기

00:03:52.000 --> 00:03:54.000
때문에 발생한 것입니다 --

00:03:54.000 --> 00:03:57.000
그래서 우리는 과거는 기억하지만 미래는 모릅니다.

00:03:57.000 --> 00:04:00.000
사람은 태어나고, 살고, 그리고 죽는데

00:04:00.000 --> 00:04:02.000
항상 순서가 그런 이유는

00:04:02.000 --> 00:04:04.000
엔트로피가 증가하기 때문입니다.

00:04:04.000 --> 00:04:06.000
볼츠만은 엔트로피가 증가하는 것은 지극히

00:04:06.000 --> 00:04:08.000
자연스러운 것인데 그 이유는 엔트로피가

00:04:08.000 --> 00:04:11.000
증가하는 방법이 더 많기 때문이라고 설명했습니다.

00:04:11.000 --> 00:04:13.000
그러나 그는 왜 애당초에 엔트로피가

00:04:13.000 --> 00:04:16.000
낮았는가에 대해서는 설명하지 않았습니다.

NOTE Paragraph

00:04:16.000 --> 00:04:18.000
우주의 엔트로피가 낮았다는 것은

00:04:18.000 --> 00:04:20.000
초기 우주가 매우 매우

00:04:20.000 --> 00:04:22.000
스무스했다는 것을 말하는 것인데

00:04:22.000 --> 00:04:24.000
우리는 그 이유를 알고 싶습니다.

00:04:24.000 --> 00:04:26.000
그것이 우리 우주학자들의 과제이지요.

00:04:26.000 --> 00:04:28.000
불행히도 우리는 이 문제를 풀기 위해

00:04:28.000 --> 00:04:30.000
지금까지 충분한 노력을 하지 않았지요.

00:04:30.000 --> 00:04:32.000
"우리가 지금 해결하고자 하는 과제는 무엇입니까?"라고

00:04:32.000 --> 00:04:34.000
우주학자들에게 물었을때

00:04:34.000 --> 00:04:36.000
바로 이 문제라고 선뜻말하는 사람은 별로 없지요.

00:04:36.000 --> 00:04:38.000
이것이 우리의 큰 과제라고 생각했던

00:04:38.000 --> 00:04:40.000
사람의 하나는 리처드 파인만였습니다.

00:04:40.000 --> 00:04:42.000
파인만은 50 년 전에 여러 분야에 대한 강의시리즈를 했지요.

00:04:42.000 --> 00:04:44.000
그때 인기를 끌었던 강의시리즈 하나는

00:04:44.000 --> 00:04:46.000
"The Character of Physical Law"라는 책으로 출판되었지요.

00:04:46.000 --> 00:04:48.000
그가 칼텍 대학생에게 한 강의 시리즈는

00:04:48.000 --> 00:04:50.000
"The Feynman Lectures on Physics"으로 출판되었고

00:04:50.000 --> 00:04:52.000
그가 칼텍 대학원생에게 한 강의 시리즈는

00:04:52.000 --> 00:04:54.000
"The Feynman Lectures on Gravitation"으로 출판되었지요.

00:04:54.000 --> 00:04:57.000
그는 이 책들 그리고 그의 강의 시리즈에서

00:04:57.000 --> 00:04:59.000
다음과 같은 질문을 계속했습니다:

00:04:59.000 --> 00:05:02.000
왜 초기 우주의 엔트로피가 그렇게 작았을까요?

NOTE Paragraph

00:05:02.000 --> 00:05:04.000
그는 말하기를 - 파인만의 액센트는 생략하지요 -

00:05:04.000 --> 00:05:07.000
"우주는 한때 총 에너지의

00:05:07.000 --> 00:05:10.000
엔트로피가 낮았던 시절이 있었는데

00:05:10.000 --> 00:05:12.000
그 이후로 엔트로피가 증가했다.

00:05:12.000 --> 00:05:15.000
우주 초기에 대한 수수께끼가

00:05:15.000 --> 00:05:18.000
추측의 경지에서 이해의 경지로 넘어올때 까지

00:05:18.000 --> 00:05:20.000
'시간의 화살'을 완전히

00:05:20.000 --> 00:05:22.000
이해할 수 없다"고 말했지요.

00:05:22.000 --> 00:05:24.000
그래서 우리는 이 과제를 풀어야 합니다.

00:05:24.000 --> 00:05:26.000
50년 전에 그런말이 나왔으면 지금쯤은

00:05:26.000 --> 00:05:28.000
그 대답을 찾아냈을만도 하지만

00:05:28.000 --> 00:05:30.000
우리는 아직도 그 답을 찾지 못하고 있습니다.

NOTE Paragraph

00:05:30.000 --> 00:05:32.000
그런데 1998년에 우리가 우주에 대한

00:05:32.000 --> 00:05:34.000
중요한 사실을 발견하며

00:05:34.000 --> 00:05:36.000
이 문제를 해결하기가

00:05:36.000 --> 00:05:39.000
오히려 더 힘들어 졌습니다.

00:05:39.000 --> 00:05:41.000
즉, 우주가 가속한다는 것을 발견한 것이죠.

00:05:41.000 --> 00:05:43.000
우주가 단순히 팽창만 하는것이 아니라는 겁니다.

00:05:43.000 --> 00:05:45.000
은하계를 바라보면 그것이 우리로 부터

00:05:45.000 --> 00:05:47.000
멀리 날아가고 있는데 억년 후에는 지금보다도

00:05:47.000 --> 00:05:50.000
더 빨리 우리로 부터 멀리 날라가고 있을 것입니다.

00:05:50.000 --> 00:05:53.000
모든 은하는 우리로 부터 점점 더 빨리 멀리 날라가고 있습니다.

00:05:53.000 --> 00:05:55.000
그래서 우리는 우주가 가속하고 있다고 말합니다.

00:05:55.000 --> 00:05:57.000
초기 우주의 낮은 엔트로피와는 달리,

00:05:57.000 --> 00:05:59.000
비록 우주의 가속에 대한 답은 모르지만,

00:05:59.000 --> 00:06:01.000
최소한 그것을 설명할 수있는

00:06:01.000 --> 00:06:03.000
좋은 설이 있는데 그것은 바로

00:06:03.000 --> 00:06:05.000
암흑에너지설입니다.

00:06:05.000 --> 00:06:08.000
이것은 빈 공간 자체가 에너지를 가지고 있다는 아이디어죠.

NOTE Paragraph

00:06:08.000 --> 00:06:11.000
이것은 즉 매 입방 센티미터의 공간에

00:06:11.000 --> 00:06:13.000
입자, 물체, 방사선 또는

00:06:13.000 --> 00:06:15.000
그 어떤 것이 존재하건 안하건

00:06:15.000 --> 00:06:18.000
그 공간 자체에 에너지가 존재한다는 것입니다.

00:06:18.000 --> 00:06:20.000
아인슈타인은 이 에너지가 우주에

00:06:20.000 --> 00:06:23.000
미는 힘을 가한다고 말합니다.

00:06:23.000 --> 00:06:25.000
이것은 은하계들이 서로 멀리 떨어지게

00:06:25.000 --> 00:06:27.000
밀어주는 영구적인 추진력을 제공해 줍니다.

00:06:27.000 --> 00:06:30.000
그런데 암흑에너지는

00:06:30.000 --> 00:06:33.000
물체나 방사선과는 달리 우주가 계속

00:06:33.000 --> 00:06:35.000
확장되어도 매 입방 센티미터의

00:06:35.000 --> 00:06:37.000
공간에 있는

00:06:37.000 --> 00:06:39.000
에너지는 감소되지 않지요.

00:06:39.000 --> 00:06:42.000
이것은 우주의 미래에 대해

00:06:42.000 --> 00:06:45.000
신중한 의미를 가지고 있는데 이에 따르는

00:06:45.000 --> 00:06:47.000
중요한 결론의 하나는 우주가 영원히 확장된다는 것입니다.

NOTE Paragraph

00:06:47.000 --> 00:06:49.000
제가 여러분의 나이였을때 우리들은

00:06:49.000 --> 00:06:51.000
우주의 장래가 어떻게 될지 몰랐지요.

00:06:51.000 --> 00:06:54.000
어떤 사람들은 우주가 붕괴될 것이라고 믿었지요.

00:06:54.000 --> 00:06:56.000
아인슈타인은 이 아이디어를 좋아했습니다.

00:06:56.000 --> 00:06:59.000
그러나 만약에 암흑에너지가 존재하고 그것이 소멸되지 않는다면

00:06:59.000 --> 00:07:02.000
우주는 영원히 영원히 계속 팽창할 것입니다.

00:07:02.000 --> 00:07:04.000
우주는 지금까지 140억년 동안,

00:07:04.000 --> 00:07:06.000
즉, 개의 연수로 치면 1000억년 동안 팽창해 왔고

00:07:06.000 --> 00:07:09.000
앞으로도 무한한 시간을 통해 팽창하겠지요.

00:07:09.000 --> 00:07:12.000
그러나 우리 인간에 관한 한 우주는

00:07:12.000 --> 00:07:14.000
한정된 것으로 보입니다.

00:07:14.000 --> 00:07:16.000
우주는 유한할 수도 있고 무한

00:07:16.000 --> 00:07:18.000
할 수도 있지만 우주가 가속팽창하기

00:07:18.000 --> 00:07:20.000
때문에 우리가 볼 수도 없고

00:07:20.000 --> 00:07:22.000
보지도 못할 부분이 있습니다.

00:07:22.000 --> 00:07:24.000
우주에서 우리가 갈 수 있는 곳은 우리를 중심으로 한

00:07:24.000 --> 00:07:26.000
한정된 구역이지요.

00:07:26.000 --> 00:07:28.000
그래서 시간이 영원히 계속되더라도

00:07:28.000 --> 00:07:30.000
우리에 관한 한 우주는 한정돼 있습니다.

00:07:30.000 --> 00:07:33.000
마지막으로, 우주의 빈 공간에는 온도가 있습니다.

NOTE Paragraph

00:07:33.000 --> 00:07:35.000
여러분은 블랙홀이 흑체라고 생각할 지 몰라도

00:07:35.000 --> 00:07:37.000
1970 년대에 스티븐 호킹은

00:07:37.000 --> 00:07:39.000
양자역학을 감안하면

00:07:39.000 --> 00:07:41.000
실지로 방사선을 방출한다고 말했습니다.

00:07:41.000 --> 00:07:44.000
블랙홀 주위의 시공간 곡률은

00:07:44.000 --> 00:07:47.000
양자역학적 요동을 일으키며 그 결과

00:07:47.000 --> 00:07:49.000
블랙홀을 방사하게 됩니다.

00:07:49.000 --> 00:07:52.000
호킹과 게리 기븐스의 정확하게 유사한 계산 결과들은

00:07:52.000 --> 00:07:55.000
빈 공간에 암흑에너지가 있다면 우주 전체가

00:07:55.000 --> 00:07:58.000
방사한다는 것을 보여줬습니다.

00:07:58.000 --> 00:08:00.000
빈 공간의 에너지는

00:08:00.000 --> 00:08:02.000
양자적 요동을 하게 합니다.

00:08:02.000 --> 00:08:04.000
따라서, 우주가 영원히 지속되고,

00:08:04.000 --> 00:08:07.000
우주팽창에 의해 일반 물질과 방사선이 희석되더라도

00:08:07.000 --> 00:08:09.000
우주의 빈 공간에는

00:08:09.000 --> 00:08:11.000
언제나 약간의 방사선과

00:08:11.000 --> 00:08:13.000
열요동이 있을것입니다.

00:08:13.000 --> 00:08:15.000
이는 즉, 우주는 마치

00:08:15.000 --> 00:08:17.000
끊임없이 가스가 나오는

00:08:17.000 --> 00:08:19.000
무슨 상자 같다는 거죠.

00:08:19.000 --> 00:08:21.000
그럼 이것은 무엇을 의미할까요?

NOTE Paragraph

00:08:21.000 --> 00:08:24.000
19 세기에 볼츠만은 이것이 무엇을 의미하는 가에 대해 연구했지요.

00:08:24.000 --> 00:08:27.000
그는 우주의 엔트로피가

00:08:27.000 --> 00:08:29.000
높게 되는 방법이 낮게 되는 것보다

00:08:29.000 --> 00:08:32.000
훨씬 더 많기 때문에 엔트로피가 증가한다고 말했습니다.

00:08:32.000 --> 00:08:35.000
하지만 그것은 확률적인 기술이었지요.

00:08:35.000 --> 00:08:37.000
즉, 엔트로피는 아마도 증가할 것이고

00:08:37.000 --> 00:08:39.000
또한 그럴 확률은 엄청나게 크다는 것이었지요.

00:08:39.000 --> 00:08:41.000
이 강의실 안에 있는 공기가 모두 한곳으로 몰려서

00:08:41.000 --> 00:08:45.000
우리가 질식하게 될 확율은 매우 매우 낮으므로 그런 걱정을 할 필요는

00:08:45.000 --> 00:08:47.000
전혀 없지요.

00:08:47.000 --> 00:08:49.000
그러나, 우리가 이 강의실 안에

00:08:49.000 --> 00:08:51.000
갇혀진 상태에서 영원히 기다린다면

00:08:51.000 --> 00:08:53.000
그런일이 생기지요.

00:08:53.000 --> 00:08:55.000
이 강의실 안에 있는

00:08:55.000 --> 00:08:58.000
모든 분자들이 만들 수 있는 모든 분자 구성들이 언젠가는

00:08:58.000 --> 00:09:00.000
그렇게 만들테니까요.

NOTE Paragraph

00:09:00.000 --> 00:09:03.000
즉, 볼츠만은 열평형 상태로 부터 우주가

00:09:03.000 --> 00:09:05.000
시작됐다고 가정하자고 말했지요.

00:09:05.000 --> 00:09:08.000
그는 빅뱅에 대해서도 몰랐고 우주의 팽창에 대해서도 몰랐지요.

00:09:08.000 --> 00:09:11.000
그는 공간과 시간은 아이작 뉴턴이 설명한 바와같이

00:09:11.000 --> 00:09:13.000
절대적이며 변하지 않는다고 생각했지요.

00:09:13.000 --> 00:09:15.000
그래서 그는 우주의 모든 곳에는

00:09:15.000 --> 00:09:18.000
모든 물질의 분자인 공기분자들이 골고루

00:09:18.000 --> 00:09:20.000
퍼져있다고 생각했지요.

00:09:20.000 --> 00:09:23.000
볼츠만의 아이디어는 우리들이 충분히 오랜 시간 동안을 기다린다면

00:09:23.000 --> 00:09:26.000
이들 분자들의 임의적인 요동에 의해

00:09:26.000 --> 00:09:28.000
가끔 엔트로피가 낮은

00:09:28.000 --> 00:09:30.000
구성이 된다는 것입니다.

00:09:30.000 --> 00:09:32.000
그런 다음에는 물론 시간이 흐름에 따라 자연적으로

00:09:32.000 --> 00:09:34.000
그것이 다시 확장된다는 것이죠.

00:09:34.000 --> 00:09:36.000
즉, 엔트로피는 반드시 항상 증가해야 하는 것이 아니고

00:09:36.000 --> 00:09:39.000
보다 더 정돈되고 낮은 엔트로피의 상태로

00:09:39.000 --> 00:09:41.000
요동할 수도 있다는 것입니다.

NOTE Paragraph

00:09:41.000 --> 00:09:43.000
그것이 사실이라면 볼츠만은

00:09:43.000 --> 00:09:45.000
다중우주와 인류지향 원칙이라는

00:09:45.000 --> 00:09:47.000
2가지의 매우 현대적으로

00:09:47.000 --> 00:09:50.000
들리는 아이디어를 발명한 것이지요.

00:09:50.000 --> 00:09:52.000
그는 열평형 아이디어의 문제점은 우리는 그러한

00:09:52.000 --> 00:09:54.000
상황에서는 살 수 없다는 것이라고 말합니다.

00:09:54.000 --> 00:09:57.000
생명 자체는 '시간의 화살'에 의존한다는 것을 기억해야죠.

00:09:57.000 --> 00:09:59.000
우리가 열평형 상태에 있다면 우리는

00:09:59.000 --> 00:10:01.000
정보 처리, 신진대사, 걷는것 또는

00:10:01.000 --> 00:10:03.000
대화를 하지 못할 것입니다.

00:10:03.000 --> 00:10:05.000
상상도 할 수 없게, 무한으로 큰 우주안에서

00:10:05.000 --> 00:10:07.000
입자들이 임의로 서로 충돌한다면

00:10:07.000 --> 00:10:09.000
가끔가다 어떤곳이 낮은 엔트로피 상태로

00:10:09.000 --> 00:10:12.000
약간 요동하다가는 다시 릴랙스한 상태로

00:10:12.000 --> 00:10:14.000
되돌아오게 되겠지요.

00:10:14.000 --> 00:10:16.000
그러나 큰 요동도 있을 수 있겠지요.

00:10:16.000 --> 00:10:18.000
그러면 간혹 행성이나, 별이나, 은하

00:10:18.000 --> 00:10:20.000
또는 1000억개의 은하를

00:10:20.000 --> 00:10:22.000
만들 수 있겠지요.

00:10:22.000 --> 00:10:24.000
그래서 볼츠만은

00:10:24.000 --> 00:10:27.000
생명이 가능하며, 요동하는 입자들이 있는 무한한

00:10:27.000 --> 00:10:30.000
세트가 있는 다중우주의 일부에서만

00:10:30.000 --> 00:10:32.000
우리가 살 수 있다고 말합니다.

00:10:32.000 --> 00:10:34.000
이러한 곳은 엔트로피가 낮은 곳이지요.

00:10:34.000 --> 00:10:37.000
어쩌면 우리의 우주라는 것은 그냥 때떄로

00:10:37.000 --> 00:10:39.000
생기는것들 중의 하나일지 모릅니다.

NOTE Paragraph

00:10:39.000 --> 00:10:41.000
이제 제가 여러분에게 숙제를 하나 드리겠는데

00:10:41.000 --> 00:10:43.000
그것은 이 말의 의미를 정말로 깊이 생각하고 숙고하라는 것입니다.

00:10:43.000 --> 00:10:45.000
칼 세이건은 사과 파이를 만들려면

00:10:45.000 --> 00:10:47.000
우주를 먼저 발명해야 한다는

00:10:47.000 --> 00:10:50.000
유명한 말을 한적이 있습니다.

00:10:50.000 --> 00:10:52.000
하지만 그의 말은 틀린 말이지요.

00:10:52.000 --> 00:10:55.000
볼츠만의 시나리오에 의하면, 사과 파이를 만들려면 원자들의

00:10:55.000 --> 00:10:58.000
임의 운동이 사과 파이를 만들때 까지

00:10:58.000 --> 00:11:00.000
기다리기만 하면 되니까요.

00:11:00.000 --> 00:11:02.000
왜냐하면, 원자들의 임의 운동으로

00:11:02.000 --> 00:11:04.000
사과 과수원과 설탕 그리고 오븐이

00:11:04.000 --> 00:11:06.000
만들어지고 또 그안에서 파이가 만들어지는 것

00:11:06.000 --> 00:11:08.000
보다는 사과파이가 직접 우연히 만들어질

00:11:08.000 --> 00:11:10.000
확률이 훨씬 더 높을테니까요.

00:11:10.000 --> 00:11:13.000
즉, 이 시나리오가 예측하는 것은

00:11:13.000 --> 00:11:15.000
엔트오피가 조금만 요동하면

00:11:15.000 --> 00:11:18.000
우리가 만들어 질수 있다는 것입니다.

00:11:18.000 --> 00:11:21.000
지금 우리가 있는 이 강의실이 존재하고 있고,

00:11:21.000 --> 00:11:23.000
이 강의실 밖에는 칼텍이라는 대학, 미국이라는 나라,

00:11:23.000 --> 00:11:25.000
그리고 은하수가 있다는 기억과 인상을

00:11:25.000 --> 00:11:27.000
우리가 가지고 있더라도, 엔트로피의

00:11:27.000 --> 00:11:31.000
요동에 의해 실제로 칼텍대학, 미국, 그리고 은하계가

00:11:31.000 --> 00:11:34.000
만들어지는 것에 비교하면, 엔트로피의 요동에 의해

00:11:34.000 --> 00:11:36.000
우리의 두뇌가 그러한 여러가지 인상을 받게

00:11:36.000 --> 00:11:39.000
만드는 것이 훨씬 더 쉽다는 것입니다.

NOTE Paragraph

00:11:39.000 --> 00:11:41.000
그런데 다행히도

00:11:41.000 --> 00:11:44.000
이 시나리오는 틀렸지요.

00:11:44.000 --> 00:11:47.000
이 시나리오는 우리는 최소한의 엔트로피 요동의 결과여야 한다고 예측했지요.

00:11:47.000 --> 00:11:49.000
우리 은하계를 무시하더라도,

00:11:49.000 --> 00:11:51.000
1000억개나 되는 다른 은하계들을 무시할 수는 없다는 것이죠.

00:11:51.000 --> 00:11:53.000
그리고 파인만도 이것을 이해하고 있었죠.

00:11:53.000 --> 00:11:57.000
파인만은 "세계가 물질이 요동한 결과라는 가설로 부터

00:11:57.000 --> 00:11:59.000
충분히 예측할 수 있는 것은

00:11:59.000 --> 00:12:01.000
우리가 전에 본적이 없는 세계의 일부를 처음으로 본다면

00:12:01.000 --> 00:12:03.000
그곳은 우리가 그 방금전에 봤던 곳과는 달리 혼돈된, 즉 엔트로피가

00:12:03.000 --> 00:12:05.000
높은 상태에 있을 것이다.

00:12:05.000 --> 00:12:07.000
우리의 정돈된 상태가 요동에 의한 것이라면 우리가 방금

00:12:07.000 --> 00:12:09.000
그것을 관찰한 곳 이외에는 정돈을 기대하지 않겠으며

00:12:09.000 --> 00:12:13.000
따라서 우리는 우주가 요동하지 않는다는 결론을 내린다. "라고 말했지요.

00:12:13.000 --> 00:12:16.000
그건 좋습니다. 그런데 그렇다면 과연 정답은 무엇인가요?

00:12:16.000 --> 00:12:18.000
만약에 우주가 요동이 아니라면

00:12:18.000 --> 00:12:21.000
왜 초기 우주의 엔트로피가 낮았을까요?

00:12:21.000 --> 00:12:24.000
여러분에게 답을 말해 주고 싶지만 그럴 시간이 없군요.

NOTE Paragraph

00:12:24.000 --> 00:12:26.000
(웃음)

NOTE Paragraph

00:12:26.000 --> 00:12:28.000
이것은 우리가 지금 말하는 우주와

00:12:28.000 --> 00:12:30.000
실제로 존재하는 우주를 보여주는

00:12:30.000 --> 00:12:32.000
그림입니다.

00:12:32.000 --> 00:12:34.000
우주는 약 지난 100 억년간 확장되고 있고

00:12:34.000 --> 00:12:36.000
지금 냉각되고 있지요.

00:12:36.000 --> 00:12:38.000
하지만 오늘의 과학은 우주의 미래에 대해

00:12:38.000 --> 00:12:40.000
더 많은 예측을 할 수 있습니다.

00:12:40.000 --> 00:12:42.000
만약에 암흑에너지가 남아있으면

00:12:42.000 --> 00:12:45.000
우리 주위에 있는 별들은 핵 연료를 다 소진하고 핵반응이 중단되겠지요.

00:12:45.000 --> 00:12:47.000
그러고는 블랙홀로 떨어질 것입니다.

00:12:47.000 --> 00:12:49.000
그러면 우리는 블랙홀 밖에 없는

00:12:49.000 --> 00:12:51.000
우주에서 살게 되겠지요.

00:12:51.000 --> 00:12:55.000
그런 우주는 10의 100승 년 정도 지속될 것입니다 -

00:12:55.000 --> 00:12:57.000
즉, 지금까지의 우주의 역사보다 훨씬 더 긴 시간이지요.

00:12:57.000 --> 00:12:59.000
미래는 과거보다 훨씬 더 길겠지요.

00:12:59.000 --> 00:13:01.000
그러나 블랙홀들도 영원히 지속되지는 않습니다.

00:13:01.000 --> 00:13:03.000
블랙홀은 증발할 것이며

00:13:03.000 --> 00:13:05.000
그리고 아무것도 없고 빈 공간만 남아있을 것입니다.

00:13:05.000 --> 00:13:09.000
그 빈 공간은 근본적으로 영원히 지속됩니다.

00:13:09.000 --> 00:13:12.000
그러나 빈 공간은 방사선을 방출하기 때문에

00:13:12.000 --> 00:13:14.000
사실은 열요동이 있고

00:13:14.000 --> 00:13:16.000
빈공간에서

00:13:16.000 --> 00:13:18.000
허용되는 모든 배합을

00:13:18.000 --> 00:13:21.000
계속해서 하겠지요.

00:13:21.000 --> 00:13:23.000
그래서 우주가 영원히 지속하더라도

00:13:23.000 --> 00:13:25.000
우주에 존재할 수 있는 것들은

00:13:25.000 --> 00:13:27.000
한정돼 있습니다.

00:13:27.000 --> 00:13:29.000
이런일들은 모두 10의 10승의 120승년

00:13:29.000 --> 00:13:32.000
이라는 시간에 걸쳐 발생합니다.

NOTE Paragraph

00:13:32.000 --> 00:13:34.000
이제 여러분께 2가지 질문을 드리지요.

00:13:34.000 --> 00:13:37.000
첫째로 : 우주가 10의 10승의 120승 년 동안 지속된다면

00:13:37.000 --> 00:13:39.000
왜 우리는 빅뱅이 있은 직후라서

00:13:39.000 --> 00:13:42.000
따스한 잔광이 아직도 남아있는

00:13:42.000 --> 00:13:45.000
첫 140억년 이라는 짧은 시간 동안에 태어났을까요?

00:13:45.000 --> 00:13:47.000
우리는 왜 빈 공간에 있지 않을까요?

00:13:47.000 --> 00:13:49.000
어떤 사람은 "빈공간에는 살고 어쩌고 할 아무것도 없다 "라고

00:13:49.000 --> 00:13:51.000
말할 지 모르지만 그건 틀린 말이죠.

00:13:51.000 --> 00:13:53.000
왜냐면 임의의 요동으로 무에서 당신이 생길 수 있으니까요.

00:13:53.000 --> 00:13:55.000
왜 당신은 빈공간에 살지 않죠?

00:13:55.000 --> 00:13:58.000
이것도 여러분께 드리는 숙제입니다.

NOTE Paragraph

00:13:58.000 --> 00:14:00.000
제가 말했듯이 저도 사실은 그 대답을 모릅니다.

00:14:00.000 --> 00:14:02.000
그 대신 제가 좋아하는 시나리오를 말해드리지요.

00:14:02.000 --> 00:14:05.000
첫번째는, 아무런 설명도 할 필요가 없이 그냥 그렇다는 것입니다.

00:14:05.000 --> 00:14:07.000
이것이 우주에 대한 냉정한 사실이니까

00:14:07.000 --> 00:14:10.000
그냥 그렇다고 믿고 더 이상 묻지 말라는 것입니다.

00:14:11.000 --> 00:14:13.000
두번째는, 빅뱅이 우주의

00:14:13.000 --> 00:14:15.000
시작이 아니라는 것입니다.

00:14:15.000 --> 00:14:18.000
깨지지 않은 달걀은 엔트로피가 낮은 구성이지만

00:14:18.000 --> 00:14:20.000
우리는 냉장고 문을 열면서 "우리 냉장고

00:14:20.000 --> 00:14:22.000
안에 낮은 엔트로피가 있다니 참 놀랍구나"라고

00:14:22.000 --> 00:14:24.000
말하지 않지요.

00:14:24.000 --> 00:14:27.000
그 이유는 달걀은 닫힌 시스템이 아니고

00:14:27.000 --> 00:14:29.000
닭에서 나왔기 때문이죠.

00:14:29.000 --> 00:14:33.000
어쩌면 우주는 우주닭에서 나왔을지도 모릅니다.

00:14:33.000 --> 00:14:35.000
어쩌면 물리법칙의 성장을 통해

00:14:35.000 --> 00:14:38.000
낮은 엔트로피 구성에서 자연스럽게 우리의

00:14:38.000 --> 00:14:40.000
우주 같은 것이 태어나게 되는

00:14:40.000 --> 00:14:42.000
무엇인가가 있을지도 모릅니다.

00:14:42.000 --> 00:14:44.000
그게 사실이라면 그런일은 한번 이상 일어날 것이며

00:14:44.000 --> 00:14:47.000
우리는 훨씬 더 광대한 다중우주의 일부라는 결론이 내리겠지요.

00:14:47.000 --> 00:14:49.000
이게 제가 제일 좋아하는 시나리오입니다.

NOTE Paragraph

00:14:49.000 --> 00:14:52.000
주최자가 이 강의을 끝낼때 대담한 추측을 해달라고 부탁했지요.

00:14:52.000 --> 00:14:54.000
저의 대담한 추측은

00:14:54.000 --> 00:14:57.000
제가 옳다는 것은 앞으로 역사적으로 증명될 것이라는 것입니다.

00:14:57.000 --> 00:14:59.000
앞으로 50 년후에는 지금 제가 가지고 있는

00:14:59.000 --> 00:15:02.000
뚱딴지 같은 모든 아이디어들을

00:15:02.000 --> 00:15:05.000
과학계와 대중이 믿게될 것입니다.

00:15:05.000 --> 00:15:07.000
모든 사람들이 우리의 작은 우주가 훨씬 더 큰

00:15:07.000 --> 00:15:10.000
다중우주의 작은 한 부분이라고 믿게 되겠지요.

00:15:10.000 --> 00:15:13.000
그러나 그것보다도 더 좋은 것은 빅뱅에서 무슨 일이

00:15:13.000 --> 00:15:15.000
일어 났는지를 이론적으로 이해하고 그것을

00:15:15.000 --> 00:15:17.000
관측결과와 비교할 수 있게 되는 것이겠지요.

00:15:17.000 --> 00:15:19.000
제 예측은 틀릴 수도 있습니다.

00:15:19.000 --> 00:15:21.000
우리 인류는 고대 시절부터

00:15:21.000 --> 00:15:23.000
우주의 역사는 어떠했으며 또한 왜 그렇게

00:15:23.000 --> 00:15:26.000
우주가 생겼었는가를 생각해 왔지요.

00:15:26.000 --> 00:15:29.000
우리가 언젠가 이에 대한 답을 알게 될지 모른다는 것은 흥미진진합니다.

NOTE Paragraph

00:15:29.000 --> 00:15:31.000
감사합니다.

NOTE Paragraph

00:15:31.000 --> 00:15:33.000
(박수)